I. Определение ядра и существенная функция

Форма — это инструмент, который формирует сырьё (металл, пластик, резину и др.) в изделия с фиксированными размерами и формами через определённую структурную форму. Её основная функция — достижение стандартизированного, массового и высокоточного производства; Это «материнская машина» производственной отрасли. По сути, это промежуточный носитель, который превращает чертежи в физические продукты. Внешние силы (давление, температура, литье под давлением и т. д.) вызывают физические/химические изменения в сырьевых материалах, в конечном итоге создавая продукт, идентичный полости формы. Формы широко используются в автомобильной, электронной, трубопроводной и бытовой промышленности.

В трубопроводной промышленности, которая вас интересует, формы являются ключевым оборудованием для производства основных компонентов, таких как стальные трубные фитинги (например, соединения труб с внутренней резьбой, податливые фитинги) и пластиковые трубы. Примеры включают песочные формы для фитингов из ковкого чугуна и ковочные формы для оцинкованных стальных трубных фитингов, которые напрямую определяют точность размеров и качество внешнего вида изделия.

II. Классификация ядра (на основе материалов и процессов формовки, связанных с применением в трубопроводной промышленности)

В зависимости от различий в типах сырья и процессах формовки формы можно разделить на несколько категорий. Наиболее релевантные для производства трубопроводов и фитинга следующие типы:

1. Формы для металлической формовки (сердечные формы для трубопроводных фитингов)
Это типы сердечных форм для производства стальных труб с фитингом, используемые для металлического сырья (углеродистая сталь, ковкий чугун, нержавеющая сталь и др.) с помощью процессов обработки под давлением или литья.

Литые формы:

Процесс сердечника: расплавленный металл (например, жидкость из ковкого железа) вводится в полость формы, после охлаждения получается отливка.

Применение в трубопроводной промышленности: Песчаные формы (формы из песка из смолы, формы из утерянного поролона) для изготовления фитингов из ковкого чугуна (локти, тройки) должны соответствовать требованию «гладкости полости ≥ Ra6,3 мкм», чтобы обеспечить гладкость внутренней стенки фитинга и соответствовать требованиям по размерным допускам стандарта GB/T 13295.

Репрезентативные типы: песочные формы, металлические формы, подходящие для массового производства фитингов большого диаметра для труб от DN80 до DN2600.

Ковочные штампы:

Процесс сердечника: Прикладывание высокого давления к нагретым металлическим заготовкам, вызывающему их пластическую деформацию внутри полости штампа;

Применение в трубопроводной промышленности: Ковочные штампы для изготовления пластичных фитингов для труб (например, соединения труб с внутренней резьбой), с использованием двухэтапного процесса «предварительно ковачный штамп + финальный ковочный штамп» для обеспечения точности резьбы трубы (соответствует стандарту резьбы GB/T 7306), с прочностью на растяжение ≥375 МПа; Типы штампов: Матрицы для горячей ковки, матрицы для холодной ковки, подходящие для производства фитингов малого диаметра и высокой точности для труб от DN15 до DN100.

Штамповые штампы:

Процесс сердечника: Прикладывание давления к металлическим листам (например, стальным пластинам) с помощью перфоратора для достижения сдвига, изгиба и формовки;

Применение в трубопроводной промышленности: штамповочные штампы для производства стальных фланцев, что позволяет массово производить «фланцовые заготовки», требующие только последующего обработки отверстий, подходящих для быстрого производства фланцев DN50-DN600.

2. Пластиковые формовочные штампы (формы для пластиковых труб)

Для пластикового сырья (ПВХ, ПЭ, ППР и др.), используемых для производства пластиковых труб и фитингов (таких как водопроводные трубы из ПВХ, фитинги для газовых труб ПЭ):
Экструзионные штрихи:
Процесс с ядром: пластиковые гранулы нагреваются и плавятся, затем непрерывно экструдируются в полость штамп через экструдер, а после охлаждения образуются длинные полосатые изделия;
Применение в трубопроводной промышленности: Экструзионные штампы для производства дренажных труб из ПВХ требуют регулирования «температуры штампа ±5°C» для обеспечения равномерной толщины стенок трубы (отклонение ≤10%), соответствующей стандарту GB/T 5836.1;
Преимущества: Возможно непрерывное производство, подходящее для массового производства пластиковых труб DN16-DN630.

Лиття под давлением:

Основной процесс: расплавленный пластик вводится под высоким давлением в закрытую полость формы. После охлаждения форма открывается, и продукт удаляется.

Применение в трубной промышленности: Для изготовления пластиковых фитингов (таких как тройники из PE и PPR-локовы) требуется угол тяги от 1° до 3°, чтобы предотвратить прилипывание продукта к форме и обеспечить плоскость герметичной поверхности фитинга ≤0,1 мм/м.

III. Основные производственные процессы и требования к качеству

Точность изготовления формы напрямую определяет качество продукции. Он требует четырёх основных этапов: проектирование, обработка, термическая обработка и инспекция, особенно при соблюдении строгих требований по размерным допускам и качеству поверхности:

Этап проектирования: На основе чертежей продукции (например, 3D-моделей стальных трубных фитингов) проектирование конструкции формы выполняется с помощью программного обеспечения CAD/CAM (AutoCAD, UG). Необходимо учитывать параметры процесса, такие как «усадка металла (скорость усадки 1,2%–1,5% для ковкого чугуна)» и «пластический угол тяги». Для форм для фитинга труб «беговая система» (например, расположение затвора в литых формах) должна быть тщательно спроектирована для равномерного заполнения полости расплавленным металлом/пластиком, избегая дефектов, таких как «холодные замыкания» и «усадочные полости» в фитингах труб.

Этап обработки:

Основное оборудование: центр обработки с ЧПУ (точность ±0,005 мм), EDM (электрическая разрядная обработка, шероховатость поверхности полости Ra≤1,6 мкм), проволочная EDM-машина (подходит для сложной обработки с резонаторами);
Ключевые моменты для трубопроводной промышленности: «резьбовая полость» ковочных штампов должна быть обработана с использованием «медленнопроволочного EDM» для обеспечения отклонения профиля резьбы ≤0,02 мм, что соответствует требованиям по герметизации резьбы трубы.

Этап термической обработки:
Металлические штампы требуют обработки по принципу «закалка + закалка». Например, сталь для штампов (сталь H13) для ковачных штампов необходимо нагреть до 1050°C для закалки, а после откалки твёрдость достигает HRC45-50, чтобы обеспечить срок службы штемпели (≥100 000 циклов штамповки/ковки);
Песочные формы для литых штампов требуют «сушки (температура 180°C–220°C, время 2–4 часа)» для снижения содержания влаги в формовочном песке (≤0,5%) и предотвращения пористости отливок.

Этап инспекции:
* **Измерительный осмотр:** Используйте координатный измерительный аппарат (точность ±0,003 мм) для осмотра размеров полости. Например, «допуск диаметра головки» формы для фитинга из ковкого чугуна должен контролироваться в пределах ±0,2 мм.
* **Осмотр поверхности:** Осмотрите внутреннюю стенку полости с помощью эндоскопа. Дефекты, такие как «царапины и заусенцы», не допускаются, что гарантирует гладкость фитинга трубы стандартам.

Основные преимущества и аспекты выбора

1. Основные преимущества (поддержка эффективного производства в трубопроводной отрасли)

Возможности массового производства: один комплект литых форм может производить ≥1000 фитингов из ковкого чугуна, что повышает эффективность в 50 раз по сравнению с ручным производством и отвечает требованиям крупномасштабного строительства муниципальных трубопроводных сетей;

Точность и стабильность: Размерная допуск фитингов для труб, сформованных в форме, составляет ≤±0,2 мм, что значительно превосходит ручную обработку (±1 мм), обеспечивая герметизацию соединений труб (уровень утечки ≤0,01%);

Контролируемость затрат: после первоначальных инвестиций в форму стоимость единицы уменьшается с объёмом производства. Например, при массовом производстве ковких железных локтей DN200 затраты на форму составляют всего 5%–8% от общей стоимости продукции.

2. Вопросы при выборе (ключ к адаптации в трубопроводной индустрии)

Подбор продукта: Выбирайте формы на основе материала фитинга труб. Например, используйте формы для песчаного литья для фитингов из ковкого чугуна и формы для горячей ковки для пластичных фитингов, чтобы избежать металлолома из-за «несоответствия материалов и процессов формы».

Соответствие стандартам: Дизайн формы должен соответствовать стандартам отрасли трубопроводов. Например, формы для изготовления пожаротушительных трубопроводов должны соответствовать требованиям по «плоской поверхности герметизации» GB 5135.11, чтобы не влиять на устойчивость к давлению пожаротушительных трубопроводов.

Срок службы: Для металлических форм отдавайте приоритет износостойким формам, таким как «H13» и «Cr12MoV», чтобы обеспечить срок службы ≥50 000 циклов и снизить затраты на частую замену форм. Для пластиковых форм выбирайте коррозионно-устойчивые стальи, такие как «P20» и «718H», чтобы предотвратить коррозию полости формы из-за высокотемпературных продуктов разложения пластика.